Android编程中，模板方法模式是如何实现的？

Android编程设计模式之模板方法模式详解

一、介绍

在面向对象开发过程中，我们经常会遇到一个算法所需的关键步骤已知，但某些步骤的具体实现会随环境变化而改变的情况，执行程序的流程大致如下：

1、检查代码的正确性；

2、链接相关的类库；

3、编译相关代码；

4、执行程序。

对于不同的编程语言，上述步骤的实现方式可能不同，但其执行顺序是固定的，这种情况下，我们可以使用模板方法模式来解决问题。

二、定义

模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现，通过这种方式，子类可以重新定义算法的某些步骤而不改变算法的结构。

三、使用场景

1、多个子类有公有的方法，并且逻辑基本相同时：可以将相同的代码抽取到父类中，避免重复代码。

2、重要、复杂的算法：可以把核心算法设计为模板方法，周边的相关细节功能则由各个子类实现。

3、重构时：模板方法模式是一个经常使用的模式，把相同的代码抽取到父类中，然后通过钩子函数约束其行为。

四、UML类图

角色介绍：

AbstractClass：抽象类，定义了一套算法框架。

ConcreteClass1：具体实现类1。

ConcreteClass2：具体实现类2。

五、简单示例

模板方法实际上是封装一个固定流程，就像是一套执行模板一样，第一步该做什么，第二步该做什么都已经在抽象类中定义好，而子类可以有不同的算法实现，在框架不被修改的情况下实现某些步骤的算法替换，下面以打开计算机这个动作来简单演示一下模板方法。

抽象的 Computer 类：

public abstract class AbstractComputer {
    // 下面是抽象方法，子类可以覆盖,不允许外部直接调用这些方法，所以用protected
    protected abstract void powerOn();
    protected abstract void checkHardware();
    protected abstract void loadOS();
    protected abstract void login();
    // 下面是钩子方法，声明并实现
    protected boolean isLogin() {
        return true;
    }
    // 下面是模板方法，定义为final，子类不能覆盖此方法
    public final void startUp() {
        System.out.println("--------开机 START--------");
        powerOn();
        checkHardware();
        loadOS();
        if (isLogin()) {
            login();
        }
        System.out.println("-------开机 END --------");
    }
}

Windows系统电脑（不需登录）：

public class WindowsComputer extends AbstractComputer {
    @Override
    protected void powerOn() {
        System.out.println("Windows电脑开启电源");
    }
    @Override
    protected void checkHardware() {
        System.out.println("Windows电脑检查硬件");
    }
    @Override
    protected void loadOS() {
        System.out.println("Windows电脑载入操作系统");
    }
    @Override
    protected void login() {
    }
    @Override
    protected boolean isLogin() {
        return false; // 返回false，不需登录
    }
}

Mac系统电脑（需登录）：

public class MacComputer extends AbstractComputer {
    @Override
    protected void powerOn() {
        System.out.println("Mac电脑开启电源");
    }
    @Override
    protected void checkHardware() {
        System.out.println("Mac电脑检查硬件");
    }
    @Override
    protected void loadOS() {
        System.out.println("Mac电脑载入操作系统");
    }
    @Override
    protected void login() {
        System.out.println("Mac电脑登录");
    }
}

调用：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractComputer comp = new WindowsComputer();
        comp.startUp();
        comp = new MacComputer();
        comp.startUp();
    }
}

六、优缺点分析

优点：

1、提高代码复用性：将相同部分的代码放在抽象的父类中，提高了代码的复用性。

2、提高了拓展性：将不同的代码放入不同的子类中，通过对子类的扩展增加新的行为。

3、实现了反向控制：通过一个父类调用其子类的操作，通过对子类的扩展增加新的行为，实现了反向控制，符合“开闭原则”。

缺点：

1、增加了系统的复杂性：引入了抽象类，每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，从而增加了系统实现的复杂度。

七、应用场景分析

1、一次性实现算法的不变部分：并将可变的行为留给子类来实现。

2、各子类中公共的行为应被提取出来：并集中到一个公共父类中以避免代码重复。

3、控制子类的扩展：模板方法只在特定点调用钩子方法，这样可以更好地控制子类的扩展。

八、相关问题与解答栏目

问题1：模板方法模式的主要作用是什么？

答：模板方法模式的主要作用是在不改变算法结构的前提下，允许子类重新定义算法的某些步骤，从而提高代码的复用性和拓展性。

问题2：为什么模板方法模式可以提高代码的复用性？

答：因为模板方法模式将不变的部分代码放在抽象的父类中，而将可变的部分代码放在具体的子类中实现，这样可以避免重复代码，提高代码的复用性。

到此，以上就是小编对于“Android编程设计模式之模板方法模式详解”的问题就介绍到这了，希望介绍的几点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位朋友在评论区讨论，给我留言。